Технология и применение полимеров в деревообработке

Типичными представителями искусственных смол являются мочевино-формальдегидные смолы, которые образуются в результате реакции поликонденсации, протекающей при взаимодействии молекул мочевины и формальдегида. Свойства образующихся смол зависят от условий проведения процесса и, главным образом, от соотношения исходных веществ, рН, температуры, продолжительности конденсации и условий последующей обработки продуктов.

Характерной особенностью карбамидных смол является их термореактивность. Под влиянием высокой температуры или отверждающих средств, а также при одновременном воздействии этих факторов, клеящие мочевино-формальдегидные смолы переходят в необратимое твердое состояние.

Превращение мочевино-формальдегидных смол при определенных условиях в нерастворимые и неплавкие продукты является той основой, на которой базируется их применение в качестве клеящих веществ в деревообрабатывающей и мебельной промышленности.

Карбамидные смолы должны отвечать определенным требованиям, основные из них следующие:

— однородность растворов;

— стабильность состава и консистенции, исключающие возможность расслоения и желатинизации смолы в процессе хранения;

— достаточная вязкость, обеспечивающАЯ равномерное распределение смолы тонким слоем на склеиваемые поверхности и препятствующие глубокому проникновению ее в поры древесины;

— высокая адгезионная способность;

— определенная скорость отверждения в процессе склеивания древесины горячим и холодным способом.

Для характеристики клеящих мочевино-формальдегидных смол определяют рН, вязкость, жизнеспособность, время отверждения, содержание сухих веществ, клеящие свойства и содержание свободного формальдегида.

Карбамидоформальдегидные олигомеры выпускаются в соответствии с ГОСТ 14 231–88 «Смолы карбамидоформальдегидные». Различают основные четыре марки карбамидоформальдегидных смол, каждая из которых объединяет группу смол, характеризующихся близкими технологическими показателями. Смолы марки КФ-0 объединяют группу малотоксичных олигомеров, КФ-Б — быстроотверждающихся, КФ-БЖ — быстроотверждающихся при нагревании, но медленно при 200С, КФ-Ж — обладающих высокой жизнеспособностью.

Самые прочные и водостойкие клеевые соединения обеспечивают фенолформальдегидные смолы (ФФС). Однако в силу ряда отрицательных качеств (токсичности, запаха, темного цвета) их применение ограничено производством водостойкой фанеры, несущих клееных деревянных конструкций (балок, арок, столбов), древеснослоистых пластиков и т. п.

Второй обширный класс смол и клеев на их основе — карбамидоформальдегидные (или карбамидные) смолы (КФ). Высокая адгезионная способность, большая скорость отверждения, значительная сырьевая база, простота и удобство использования предопределили их преимущественное распространение в деревообработке. Клеевые соединения карбамидных смол бесцветны и не имеют запаха.

Карбамидоформальдегидные смолы — основной вид смол в производстве мебели (облицовывание плитных материалов шпоном, ламинатами и пленками на основе пропитанных бумаг, выпуск мебельного щита, изготовление гнутоклееных деталей сложных форм), древесностружечных плит, фанеры. По водостойкости клеевые соединения на их основе относят к типу средних. Основное сырье для получения карбамидных смол — мочевина и формалин; смолы образуются при поликонденсации этих двух основных компонентов в присутствии катализаторов. При склеивании большое внимание уделяется состоянию воздушной среды у рабочих мест. Наиболее опасно выделение свободного формальдегида: в воздухе производственных помещений не должно быть более 0,5 мг свободного формальдегида на 1 м³ объема. Эмиссия свободного формальдегида из готовой продукции регламентируется российскими и европейскими стандартами (МУ 1696−77, EN 717−1. EN 717−2).

Низкий уровень эмиссии формальду в рецептуре. Для сохранения клеящих свойств такие смолы при синтезе усиливают, например, меланином, однако они имеют небольшой срок хранения. Третий класс смол — это полимеризационные смолы. Полимеры (поливинилацетат, полиметилметакрилат), обладающие адгезионными свойствами, дают эла-стичные, химически стойкие клеевые соединения, имеющие, однако, пониженную теплостойкость. У некоторых размягчение клеевого слоя наступает уже при 40 °C, а при 60 °C происходит потеря прочности